力学练习:练习02
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质点力学综合练习2三、计算题1、(0080B30)某弹簧不遵守胡克定律. 设施力F ,相应伸长为x ,力与伸长的关系为 F =52.8x +38.4x 2(SI )求:(1)将弹簧从伸长x 1=0.50 m 拉伸到伸长x 2=1.00 m 时,外力所需做的功.(2)将弹簧横放在水平光滑桌面上,一端固定,另一端系一个质量为2.17 kg 的物体,然后将弹簧拉伸到一定伸长x 2=1.00 m ,再将物体由静止释放,求当弹簧回到x 1=0.50 m 时,物体的速率.(3)此弹簧的弹力是保守力吗?2、(0047C45) 一条长为l ,质量均匀分布的细链条AB ,挂在半径可忽略的光滑钉子C 上,开始时处于静止状态,BC 段长为L )2123(l L l >>,释放后链条将作加速运动.试求:当l BC 32=时,链条的加速度和运动速度的大小.3、(0199C60)一辆质量为m = 4 kg 的雪橇,沿着与水平面夹角θ =36.9°的斜坡向下滑动,所受空气阻力与速度成正比,比例系数k 未知.今测得雪橇运动的v -t 关系如图曲线所示,t = 0时,v 0 = 5 m/s ,且曲线在该点的切线通过坐标为(4 s ,14.8 m/s)的B 点,随着时间t 的增加,v 趋近于10 m/s ,求阻力系数k 及雪橇与斜坡间的滑动摩擦系数μ. ( sin36.9°= 0.6,cos36.9°=0.8)4、(0226C60) 一质量为M 的楔形物体A ,放在倾角为α 的固定光滑斜面上,在此楔形物体的水平表面上又放一质量为m 的物体B ,如图所示.设A 与B 间,A 与斜面间均光滑接触.开始时,A 与B 均处于静止状态,当A 沿斜面下滑时,求A 、B 相对地面的加速度.5、(0299B40) 一质量为2 kg 的质点,在xy 平面上运动,受到外力j t i F 2244-= (SI)的作用,t = 0时,它的初速度为j i430+=v (SI),求t = 1 s 时质点的速度及受到的法向力n F . 6、(0300C70) 一细绳两端分别拴着质量m 1 = 1 kg ,m 2 = 2 kg 的物体A 和B ,这两个物体分别放在两水平桌面上,与桌面间的摩擦系数都是μ =0.1.绳子分别跨过桌边的两个定滑轮吊着一个动滑轮,动滑轮下吊着质量m 3 = 1 kg 的物体C ,如图所示.设整个绳子在同一平面内,吊着动滑轮的两段绳子相互平行.如绳子与滑轮的质量以及滑轮轴上的摩擦可以略去不计,绳子不可伸长,求A 、B 、C 相对地面加速度1a 、2a 、3a 的大小. (取g = 10 m/s 2 )l37、(0360B30) 质量为m 的物体A (体积不计),以速度v 0在光滑平台C 上运动并滑到与平台等高的、静止的、质量为M 的平板车B 上,A 、B 间的摩擦系数为μ .设平板小车可在光滑的平面D 上运动,如图所示.要使A 在B 上不滑出去,则平板小车的长度l 至少为多少? 8、(0450B25)一木块恰好能在倾角θ 的斜面上以匀速下滑,现在使它以初速率v 0沿这一斜面上滑,问它在斜面上停止前,可向上滑动多少距离?当它停止滑动时,是否能再从斜面上向下滑动?9、(0451C60) 质量m =10 kg 、长l =40 cm 的链条,放在光滑的水平桌面上,其一端系一细绳,通过滑轮悬挂着质量为m 1 =10 kg 的物体,如图所示.t = 0时,系统从静止开始运动, 这时l 1 =l 2 =20 cm< l 3.设绳不伸长,轮、绳的质量和轮轴及桌沿的摩擦不计,求当链条刚刚全部滑到桌面上时,物体m 1速度和加速度的大小.10、(0096B35)在光滑水平面上有一弹簧,其一端固定于光滑的轴承O 上,另一端栓一个质量为m = 2 kg 的小球,弹簧的质量很小,原长很短,两者都可以忽略不计.当小球沿半径为r (单位为m)的圆周作匀速率圆周运动时,弹簧作用于质点上的弹性力大小为 3r (单位为N),此时系统的总能量为12 J .求质点的运动速率及圆轨道半径.11、(0168C45)如图所示装置,光滑水平面与半径为R 的竖直光滑半圆环轨道相接,两滑块A 、B 的质量均为m ,弹簧的劲度系数为k ,其一端固定在O 点,另一端与滑块A 接触.开始时滑块B 静止于半圆环轨道的底端.今用外力推滑块A ,使弹簧压缩一段距离x 后再释放.滑块A 脱离弹簧后与B 作完全弹性碰撞,碰后B 将沿半圆环轨道上升.升到C 点与轨道脱离,O 'C 与竖直方向成α =60°角,求弹簧被压缩的距离x . 12、(0218C60)用一根长度为L 的细线悬挂一质量为m 的小球,线所能承受的最大张力为T = 1.5 mg .现在把线拉至水平位置然后由静止放开,若线断后小球的落地点C 恰好在悬点O 的正下方,如图所示.求高度OC 之值. 13、(0340B25)一光滑半球面固定于水平地面上,今使一小物块从球面顶点几乎无初速地滑下,如图所示.求物块脱离球面处的半径与竖直方向的夹角θ .14、(0346B35)在以加速度a 向上运动的电梯内,挂着一根劲度系数为k 的轻弹簧,弹簧下面挂着一质量为M 的物体,物体处于A 点,相对于电梯速度为零,如图所示.当电梯的加速度突然变为零后,电梯内的l 2a A M观测者看到M的最大速度是多少?15、(0489B30) 质量为m 的小球在外力的作用下,由静止开始从A 点出发作匀加速直线运动,到达B 点时撤消外力,小球无摩擦地冲上一半径为R 的竖直半圆环,恰好能到达最高点C ,而后又刚好落到原来的出发点A 处,如图所示.试求小球在AB 段运动的加速度的大小.16、(0490B30)一悬线长l = 1 m ,上端固定在O 点,下端挂一小球,如图所示.当小球在最低位置A 时,给以水平方向的初速度0v ,当悬线与OA 成 120°角时小球脱离圆周,求0v 的大小.如果要小球不脱离圆周,则v 0至少为多大?17、(0492B30) 弹簧原长等于光滑圆环半径R .当弹簧下端悬挂质量为m 的小环状重物时,弹簧的伸长也为R .现将弹簧一端系于竖直放置的圆环上顶点A ,将重物套在圆环的B 点,AB 长为 1.6R ,如图所示.放手后重物由静止沿圆环滑动.求当重物滑到最低点C 时,重物的加速度和对圆环压力的大小. 18、(0174B40)质量为M 的人,手执一质量为m 的物体,以与地平线成α 角的速度v 0向前跳去.当他达到最高点时,将物体以相对于人的速度u 向后平抛出去.试问:由于抛出该物体,此人跳的水平距离增加了多少?(略去空气阻力不计)19、(0186C45) 如图所示,一辆质量为M 的平顶小车在光滑水平轨道上作直线运动,速度为v 0.这时在车顶的前部边缘A处轻轻放上一质量为m 的小物体,物体相对地面的速度为零.设物体与车顶之间的摩擦系数为μ,为使物体不致于从顶上滑出去,问车顶的长度L 最短应为多少?20、(0369B30)三艘质量相等的小船鱼贯而行,速度均为v .现在从中间那艘船上同时以相对于船的速度u 把两个质量均为m 的物体分别抛到前后两艘船上,速度u 的方向与速度v 在同一直线上.问抛掷物体后,这三艘船的速度各如何? 21、(0397C60)如图,一浮吊质量M =20 T ,由岸上吊起m = 2 T 的重物后,再将吊杆AO 与铅直方向的夹角θ 由60°转到30°,设杆长l = OA = 8 m ,水的阻力与杆重忽略不计,求浮吊在水平方向上移动距离,并指明朝哪方面移动. 22、(0452B30)如图,水平地面上一辆静止的炮车发射炮弹.炮车质量为M ,炮身仰角为α ,炮弹质量为m ,炮弹刚出口时,相对于炮身的速度为u ,不计地面摩擦:(1) 求炮弹刚出口时,炮车的反冲速度大小;(2) 若炮筒长为l ,求发炮过程中炮车移动的距离. 23、(0167C55)A如图,光滑斜面与水平面的夹角为α = 30°,轻质弹簧上端固定.今在弹簧的另一端轻轻地挂上质量为M = 1.0 kg 的木块,则木块沿斜面向下滑动.当木块向下滑x = 30 cm 时,恰好有一质量m = 0.01 kg 的子弹,沿水平方向以速度v = 200 m/s 射中木块并陷在其中.设弹簧的劲度系数为k = 25 N/m .求子弹打入木块后它们的共同速度.24、(0170B35) 有一门质量为M (含炮弹)的大炮,在一斜面上无摩擦地由静止开始下滑.当滑下l 距离时,从炮内沿水平方向射出一发质量为m 的炮弹.欲使炮车在发射炮弹后的瞬时停止滑动,炮弹的初速v (对地)应是多少?(设斜面倾角为α ).25、(0171B40)水平小车的B 端固定一轻弹簧,弹簧为自然长度时,靠在弹簧上的滑块距小车A 端为L = 1.1 m .已知小车质量M =10 kg ,滑块质量m =1 kg ,弹簧的劲度系数k = 110 N/m .现推动滑块将弹簧压缩∆l =0.05 m 并维持滑块与小车静止,然后同时释放滑块与小车.忽略一切摩擦.求: (1) 滑块与弹簧刚刚分离时,小车及滑块相对地的速度各为多少? (2) 滑块与弹簧分离后,又经多少时间滑块从小车上掉下来? 26、(0180B25)如图所示,质量为m A 的小球A 沿光滑的弧形轨道滑下,与放在轨道端点P 处(该处轨道的切线为水平的)的静止小球B 发生弹性正碰撞,小球B 的质量为m B ,A 、B 两小球碰撞后同时落在水平地面上.如果A 、B 两球的落地点距P 点正下方O 点的距离之比L A / L B =2/5,求:两小球的质量比m A /m B .27、(0183C65)两个质量分别为m 1和m 2的木块A 和B ,用一个质量忽略不计、劲度系数为k 的弹簧联接起来,放置在光滑水平面上,使A 紧靠墙壁,如图所示.用力推木块B 使弹簧压缩x 0,然后释放.已知m 1 = m ,m 2 = 3m ,求:(1) 释放后,A 、B 两木块速度相等时的瞬时速度的大小;(2) 释放后,弹簧的最大伸长量.28、(0191B40) 如图所示,在地面上固定一半径为R 的光滑球面,球面顶点A 处放一质量为M 的滑块.一质量为m 的油灰球,以水平速度0v 射向滑块,并粘附在滑块上一起沿球面下滑.问:(1) 它们滑至何处( θ = ?)脱离球面? (2) 如欲使二者在A 处就脱离球面,则油灰球的入射速率至少为多少?29、(0204B35)设想有两个自由质点,其质量分别为m 1和m 2,它们之间的相互作用符合万有引力定律.开始时,两质点间的距离为l ,它们都处于静止状态,试求当它们的距离变为l 21(右)B (左) A时,两质点的速度各为多少?30、(0205C40) 质量分别为m 1和m 2的两个滑块A 和B ,分别穿于两条平行且水平的光滑导杆上,二导杆间的距离为L ,再以一劲度系数为k 、原长为L 的轻质弹簧连接二滑块,如图所示.设开始时滑块A 与滑块B 之间水平距离为l ,且两者速度均为零,求释放后两滑块的最大速度分别是多少? 31、(0208C50)如图所示,在光滑水平面上有一质量为m B 的静止物体B ,在B 上又有一个质量为m A 的静止物体A .今有一小球从左边射到A 上被弹回,此时A 获得水平向右的速度A v (对地),并逐渐带动B ,最后二者以相同速度一起运动。
第二章平面汇交力系与平面力偶系判断题:1.因为构成力偶的两个力满足F=F′,所以力偶的合力等于零。
()答案:×2.因为构成力偶的两个力满足F=F′,所以力偶在某轴上的投影不为零。
()答案:×3.力偶对其作用面内任一点之矩都等于力偶矩。
()答案:√4.力F在x轴方向的分力为零,则力F对坐标原点的力矩为零。
()答案:×5.力矩为零时表示力作用线通过矩心或力为零。
()答案:√6.平面汇交力系平衡时,力多边形各力应首尾相接,但在作图时力的顺序可以不同。
()答案:√7.一个力在任意轴上投影的大小一定小于或等于该力的模,而沿该轴的分力的大小则可能大于该力的模。
()答案:√8.力矩与力偶矩的单位相同,常用的单位为牛·米,千牛·米等。
()答案:√9.只要两个力大小相等、方向相反,该两力就组成一力偶。
()答案:×10.同一个平面内的两个力偶,只要它们的力偶矩相等,这两个力偶就一定等效。
()答案:√11.只要平面力偶的力偶矩保持不变,可将力偶的力和臂作相应的改变,而不影响其对刚体的效应。
()答案:√12.作用在刚体上的一个力,可以从原来的作用位置平行移动到该刚体内任意指定点,但必须附加一个力偶,附加力偶的矩等于原力对指定点的矩。
()答案:√13.某一平面力系,如其力多边形不封闭,则该力系一定有合力,合力作用线与简化中心的位置无关。
()答案:√14.平面任意力系,只要主矢R≠0,最后必可简化为一合力。
()答案:√15.平面力系向某点简化之主矢为零,主矩不为零。
则此力系可合成为一个合力偶,且此力系向任一点简化之主矩与简化中心的位置无关。
()答案:√16.若平面力系对一点的主矩为零,则此力系不可能合成为一个合力。
()答案:×17.当平面力系的主矢为零时,其主矩一定与简化中心的位置无关。
()答案:√18.在平面任意力系中,若其力多边形自行闭合,则力系平衡。
第二章 平面体系的几何组成分析练习题:1、判断题1.1多余约束是体系中不需要的约束。
(C ) 1.2瞬变体系在很小的荷载作用下会产生很大的力,所以不能作为结构使用。
( D ) 1.3两根链杆的约束作用相当于一个单铰。
( C ) 1.4每一个无铰封闭框都有三个多余约束。
( D ) 1.5连接四个刚片的复铰相当于四个约束。
( C )1.6图示体系是由三个刚片用三个共线的铰ABC 相连,故为瞬变体系。
( C ) 1.7图示体系是由三个刚片用三个共线的铰ABC 相连,故为瞬变体系。
( C )2、单项选择题2.1将三刚片组成无多余约束的几何不变体系,必要的约束数目是几个( D )A 2B 3C4D 62.2三刚片组成无多余约束的几何不变体系,其联结方式是( B )A 以任意的三个铰相联B 以不在一条线上三个铰相联C 以三对平行链杆相联D 以三个无穷远处的虚铰相联 2.3瞬变体系在一般荷载作用下( C )A 产生很小的力B 不产生力C 产生很大的力D 不存在静力解答2.4从一个无多余约束的几何不变体系上去除二元体后得到的新体系是( A )A 无多余约束的几何不变体系B 有多余约束的几何不变体系题1.7图题1.6图C 几何可变体系D 几何瞬变体系 2.5图示体系属于( A )A 静定结构B 超静定结构C 常变体系D 瞬变体系2.6图示体系属于(C )A 无多余约束的几何不变体系B 有多余约束的几何不变体系C有多余约束的几何可变体系D 瞬变体系 2.7不能作为建筑结构使用的是( D )A 无多余约束的几何不变体系B 有多余约束的几何不变体系C 几何不变体系D 几何可变体系 2.8一根链杆( D ) A 可减少两个自由度B 有一个自由度 C有两个自由度D 可减少一个自由度2.9图示体系是( D )A 瞬变体系B有一个自由度和一个多余约束的可变体系C 无多余约束的几何不变体系2.10图示体系是(B )A 瞬变体系B 有一个自由度和一个多余约束的可变体系C 无多余约束的几何不变体系D 有两个多余约束的几何不变体系 2.11 下列那个体系中的1点不是二元体(C )题2.5图题2.9图题2.10图答图2.10 B 把刚片Ⅱ视为链杆,然后去 除二元体A ,剩下两个刚片用一个单铰相连,有一个自由度,而刚片Ⅰ中CD 杆是多余约束。
一、填空题1、力的可传原理只适用于________体,而不适用于________体,因此不适用于研究力对物体的________效应。
2、常见的约束有________、________、________、________等。
3、平面汇交力系平衡的必要与充分条件是:__________________。
4、构件上随外力解除而消失的变形,称为___________。
5、作用于刚体上的力,可沿其作用线任意移动其作用点,而不改变该力对刚体的作用效果,称为力的_________。
6、二力构件上的两个力,其作用线沿该两个力_________的连线。
7、图示平面结构,D、E为铰链,若不计各构件自重和各接触处摩擦,则属于二力构件的是杆____________。
8、已知力F=10kN和力偶m=5000N·m作用在某刚体的同一平面内,如图所示,为将其简化为一个力,须将力F向右平移_______米。
9、作用于平面内A点的力F=10kN,如图示,向距A点为100cm的O点平移后,得到主矢量的大小为________和主矩大小为________。
10、在分析两个或多个构件之间互相作用时,要注意________力与________力的关系。
11、图示结构中BC和AC杆都属于__________。
当P=5KN时,可求得S AC=__________ ,S BC=__________。
12、作用于物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力,该合力的大小和方向由力的____________法则确定。
13、力偶的三要素是________、_______、________。
14、求杆件受力后的内力所用的方法是______________。
15、A 、B 两点的距离a=10cm ,P=15KN ,欲将P 力从B 点平移到A 点,得到的力 P ′=__________,附加力偶矩m A =__________。
16、静力学研究的的三个主要问题是 二、选择题:1、 下列说法正确的是( ).A . 在工程力学中我们把所有的物体都抽象化为变形体。
力学练习题弹簧振子的频率与振幅力学练习题:弹簧振子的频率与振幅弹簧振子是力学中常见的基本模型,它的频率与振幅之间存在一定的关系。
通过练习题的形式,我们将深入探讨弹簧振子的频率与振幅之间的关系,并通过计算来验证这一关系。
一、理论基础弹簧振子是由弹簧和质点组成,当质点在弹簧的作用下发生振动时,我们考虑弹簧的力学性质。
弹簧受到的力可以表示为:F = -kx其中,F为弹簧受到的力,k为弹簧的弹性系数,x为弹簧的伸长或压缩量。
根据胡克定律,弹簧的弹性系数k可以表达为:k = (F/x)其中,F为给定的力,x为弹簧的压缩或伸长量。
二、练习题1. 弹簧振子的频率与弹性系数k之间存在何种关系?根据振动的理论,弹簧振子的频率与弹性系数k之间的关系可以用如下公式表示:f = (1/2π) * √(k/m)其中,f为弹簧振子的频率,k为弹簧的弹性系数,m为质点的质量。
2. 请计算以下情况下弹簧振子的频率:(1)弹簧的弹性系数k为10 N/m,质点的质量为0.5 kg;(2)弹簧的弹性系数k为20 N/m,质点的质量为1 kg;(3)弹簧的弹性系数k为30 N/m,质点的质量为2 kg。
根据上述公式,我们可以依次计算出这三种情况下的频率:(1)f₁ = (1/2π) * √(10/0.5) = 1.13 Hz(2)f₂ = (1/2π) * √(20/1) = 2.26 Hz(3)f₃ = (1/2π) * √(30/2) = 2.68 Hz三、结论通过计算可以发现,弹簧振子的频率与弹性系数k之间存在正相关关系,即弹性系数k增大时,频率也会增大。
这是因为弹性系数越大,弹簧对质点的恢复力越大,振动的速度也会更快,从而导致频率的增大。
在实际应用中,弹簧振子的频率与振幅、质量等因素也有关系,但本练习题仅考虑了弹性系数k和质量之间的关系。
为了更全面地了解弹簧振子的特性,可以进一步研究振幅、阻尼等因素对频率的影响。
结语:通过这个练习题,我们深入探讨了弹簧振子的频率与振幅之间的关系,通过计算验证了频率与弹性系数k之间存在正相关关系。
专题训练1:摩檫力及应用1.关于摩擦力,下列说法正确的是()A.相对运动的两个物体之间一定存在摩擦力B.摩擦力总是阻碍物体运动的C.在任何情况下,摩擦力总是有害的D.相对静止的两个物体之间,也可能存在摩擦力2.下列关于摩擦力分类正确的是()A.人正常走路时鞋底与地面之间的摩擦力是滑动摩擦力B.汽车紧急刹车后,车轮抱死,车轮和地面之间的摩擦力是滑动摩擦力C.人正常骑自行车时,两个车轮和地面之间的摩擦力都为滑动摩擦力D.人推着自行车走时,两个车轮和地面之间的摩擦力都为滑动摩擦力3.如图所示,物体放置的表面不是光滑的,下列现象中物体不受摩擦力的是()A.B.C.D.4.在研究滑动摩擦力时,小明利用同一木块进行了如图所示的三次实验,当用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3,则F1、F2、F3大小关系正确的是()A.F1>F2=F3B.F1<F2<F3C.F1=F2=F3D.F1>F2>F35.在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中,实验装置如图所示,选取三个相同的木块分别放在不同的接触面上,其中甲,乙两图中的接触面是相同的木板,丙图中的接触面是棉布。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做运动;根据条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)由两图可以探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(3)由甲,乙两图可知滑动摩擦力的大小与有关。
(4)若乙装置中,木块在运动过程中拉力突然变大,滑动摩擦力将(填“不变”“变大”或“变小”)。
6.一重力为20N的木块在5N的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动;现将水平拉力增大为10N,则木块受到的摩擦力大小为()A.20N B.15N C.10N D.5N7.如图所示的小实验,将书和直尺叠放在水平桌面上,一只手用力压住课本,另一只手抽出直尺。
下列说法正确的是()A.当手压课本的力增大时,抽出直尺的力将变大B.手对书的压力和书对手的支持力是一对平衡力C.书受到的重力和直尺对书的支持力是一对平衡力D.当直尺水平向左抽出时,书受到直尺对它的摩擦力水平向右8.如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(m P<m Q)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力F1、F2、F3和F4的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是()A.F1=F2B.F2>F3C.F3>F4D.F3=F49.如图甲所示是2022年北京冬奥会会徽,以汉字“冬”为灵感,运用书法艺术形态,传递出实现“三亿人参与冰雪运动”的目标。
大学物理练习题二一、选择题1. 质量为m的小球在向心力作用下,在水平面内作半径为R、速率为v的匀速圆周运动,如下左图所示。
小球自A点逆时针运动到B点的半周内,动量的增量应为:(A )mv 2j (B )jmv2 (C )i mv 2 (D )i mv 2 [ B ]解: j mv j mv v m v m p A B)(j mv 2 ; 另解:取y 轴为运动正向,mv mv mv p 2)( , pj mv 22. 如图所示,圆锥摆的摆球质量为m,速率为v,圆半径为R,当摆球在轨道上运动半周时,摆球所受重力冲量的大小为(A ).2mv (B )22/2v R mg mv(C )v Rmg / (D )0。
[ C ]解: v /R 2T ,2/T t ,t mgd I T 20v /R mg(注)不能用0v m v m p I,因为它是合力的冲量。
3. 一质点在力)25(5t m F (SI )(式中m 为质点的质量,t 为时间)的作用下,0 t 时从静止开始作直线运动,则当s t 5 时,质点的速率为(A )s m /50 (B )s m /25 (C )0 (D )s m /50 [ C ]mvR解:F 为合力,00 v ,0525)25(5525t tt mt mt dt t m Fdt由mv mv mv Fdt tt 00可得0 v解2:由知)25(5t m F 知)25(5t a ,550)25(5dt t adt v v0)5(5520 t t v v , (00 v )4. 质量分别为m和4m的两个质点分别以动能E和4E沿一直线相向运动,它们的总动量大小为(A ),22mE (B )mE 23, (C )mE 25, (D ) mE 2122 。
[ B ]解:由M p Mv E k 22122,有k ME p 2 ,mE 2p 1 ,12p 4)E 4)(m 4(2p ,1123)(p p p p 总m E 235. 一个质点同时在几个力作用下的位移为:k j i r654 (SI ) 其中一个力为恒力k j i F953 (SI ),则此力在该位移过程中所作的功为 (A) 67J (B) 91J (C) 17J (D) –67J [ A ]解:恒力作功,z F y F x F r F A z y x69)5()5(4)3()(67J6. 对功的概念有以下几种说法:(1)保守力作正功时,系统内相应的势能增加。
共点力作用下物体平衡要点导学力的合成与分解1.合力和力的合成:一个力产生的效果如果能跟原来几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,求几个力的合力叫力的合成.2.力的平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。
3.分力与力的分解:如果几个力的作用效果跟原来一个力的作用效果相同,这几个力叫原来那个力的分力.求一个力的分力叫做力的分解.4.分解原则:平行四边形定则.力的分解是力的合成的逆运算,同一个力F 可以分解为无数对大小,方向不同的分力,一个已知力究竟怎样分解,要根据实际情况来确定,根据力的作用效果进行分解.(四)共点力的平衡1.共点力:物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力.2.平衡状态:在共点力的作用下,物体处于静止或匀速直线运动的状态.3.共点力作用下物体的平衡条件:合力为零,即=合F 0.4.力的平衡:作用在物体上几个力的合力为零,这种情形叫做力的平衡.(1)若处于平衡状态的物体仅受两个力作用,这两个力一定大小相等、方向相反、作用在一条直线上,即二力平衡.(2)若处于平衡状态的物体受三个力作用,则这三个力中的任意两个力的合力一定与另一个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上.(3)若处于平衡状态的物体受到三个或三个以上的力的作用,则宜用正交分解法处理,此时的平衡方程可写成:⎩⎨⎧=∑=∑00yx F F 问题1:弄清合力大小的范围的确定方法。
有n 个力F 1、F 2、F 3、……F n ,它们合力的最大值是它们的方向相同时的合力,即F max =∑=n i i F 1.而它们的最小值要分下列两种情况讨论:(1)、若n 个力F 1、F 2、F 3、……F n 中的最大力F m 大于∑≠=nm i i i F ,1,则它们合力的最小值是(F m -∑≠=n m i i iF ,1)。
班级______________学号____________姓名________________
练习 二
一、选择题
1. 质量为0.25kg 的质点,受i t F =(N)的力作用,t =0时该质点以v
=2j m/s 的速度通
过坐标原点,该质点任意时刻的位置矢量是 ( )
(A)22t i +2j m ;(B)j t i t 23
23+m ;(C)j t i t
343
24
3+m ;(D) 条件不足,无法确定。
2. 一轻绳跨过一定滑轮,两端各系一重物,它们的质量分别为1m 和2m ,且21m m > (滑轮质量及一切摩擦均不计),此时系统的加速度大小为a ,今用一竖直向下的恒力g m F 1=代替1m ,系统的加速度大小为a ',则有 ( ) (A) a a ='; (B) a a >'; (C) a a <'; (D) 条件不足,无法确定。
3. 如图所示,质点从竖直放置的圆周顶端A 处分别沿不同长度的弦AB 和AC (AC <AB )由静止下滑,不计摩擦阻力。
质点下滑到底部所需要的时间分别为B t 和C t ,则 ( )
(A) B t =C t ; (B) B t >C t ; (C) B t <C t ;
(D)条件不足,无法判定。
4. 如图所示,系统置于以g/2加速度上升的升降机内,A 、B 两物块质量均为m ,A 所
处桌面是水平的,绳子和定滑轮质量忽略不计。
(1) 若忽略一切摩擦,则绳中张力为 ( ) (A) mg ;(B) mg /2;(C) 2mg ;(D) 3mg /4。
(2) 若A 与桌面间的摩擦系数为μ (系统仍
加速滑动),则绳中张力为 ( )
(A )mg μ; (B) 4/3mg μ;
(C) 4/)1(3mg μ+;(D) 4/)1(3mg μ-。
5. 沙子从h =0.8m 高处落到以3m/s 速度水平向右运动的传送带上。
取g=10m/s 2,则传送带给予沙子的作用力的方向 ( ) (A) 与水平夹角
53向下; (B) 与水平夹角
53向上; (C) 与水平夹角
37向上; (D) 与水平夹角
37向下。
二、填空题
1.如图所示,把一根匀质细棒AC 放置在光滑桌面上,已知棒的质量为M ,长为L 。
今用一大小为
2
g a =
θ
A
C
B C
F 的力沿水平方向推棒的左端。
设想把棒分成AB 、BC 两段,且BC =0.2L ,则AB 段对BC 段的作用力大小为____________。
2.质量为m 的质点,在变力F=F 0 (1-kt )(F 0和k 均为常量)作用下沿ox 轴作直线运动。
若已知t =0时,质点处于坐标原点,速度为v 0。
则质点运动微分方程为 ,质点速度随时间变化规律为v = ,质点运动学方程为x = 。
3.初速度为j i v
450+=(m/s),质量为m =0.05kg 的质点,受到冲量 j i I 25.2+=(N ⋅s)
的作用,则质点的末速度(矢量)为 。
4.如图所示,质量m =2.0kg 的质点,受合力F =12t i
的作
用,沿ox 轴作直线运动。
已知t =0时x 0=0,v 0=0,则从t =0到t =3s 这段时间内,合力F 的冲量I
为 ,质点的末速度大小为v = 。
5.一质点在二恒力的作用下,位移为△r
=3i +8j (m ),在此过程中,动能增量为24J ,
已知其中一恒力1F =12i -3j
(N ),则另一恒力所作的功为 。
三、计算题
1. 图中A为定滑轮,B为动滑轮,三个物体m 1=200g ,m 2=100g ,m 3=50g ,滑轮及绳的质量以及摩擦均忽略不计。
求: ⑴ 每个物体的加速度;
⑵ 两根绳子的张力T1与T2。
B
T 2 m
3
2
2. 摩托快艇以速率v 0行驶,它受到的摩擦阻力与速率平方成正比,可表示为F = -kv 2
(k 为正常数)。
设摩托快艇的质量为m ,当摩托快艇发动机关闭后, ⑴ 求速率v 随时间t 的变化规律。
⑵ 求路程x 随时间t 的变化规律。
⑶ 证明速度v 与路程x 之间的关系为x 0k e v v '
-=,其中m k k /='。
3. 一条均匀的金属链条,质量为m ,挂在一个光滑的钉子上,一边长度为a ,另一边长度为b ,且a>b ,试证链条从静止开始到滑离钉子所花的时间为: b
a b a g
b a t -
++=
ln
2
4. 一小球在弹簧的作用下振动(如图所示),弹力F =-kx ,而位移x =A cos ωt ,其中k 、A 、ω都是常量。
求在t =0到t =π/2ω的时间间隔内弹力施于小球的冲量。
5. 将一空盒放在秤盘上,并将秤的读数调整到零,然后从高出盒底h =4.9m 处,将小石子流以每秒n =100个的速率注入盒中。
假设每个石子的质量m =0.02kg ,都从同一高度落下,且落到盒内后就停止运动,求石子从开始注入盒内到t =10s 时秤的读数。
6. 质量为2kg 的质点受到力F =3i +5j
(N) 的作用。
当质点从原点移动到位矢为r
=2i -3j (m) 处时,此力所作的功为多少?它与路径有无关系?如果此力是作用在质
点上的唯一的力,则质点的动能将变化多少?。